Tu dzirdi liegus viļņu šļakstus
un tālu kaijas ķērcienu,
bet pēkšņi mieru pārtrauc kaitinoša sīkšana,
kas nāk arvien tuvāk un tuvāk, un tuvāk.
Un pēkšņi... sitiens!
Tu tiec vaļā no kaitinošā oda, un miers ir atjaunots.
Kā tu noteici attālo skaņu un tik precīzi nomērķēji uz tās radītāju?
Spēja atpazīt skaņas un noteikt to atrašanās vietas
ir iespējama, pateicoties dzirdes sensorajai sistēmai.
Tā sastāv no divām daļām: auss un smadzenēm.
Auss uzdevums ir pārvērst skaņas enerģiju nervu signālos,
savukārt smadzenēm jāuztver un jāapstrādā šajos signālos ietvertā informācija.
Lai saprastu, kā tas darbojas,
varam aplūkot skaņas ceļojumu ausī.
Skaņas avots rada svārstības,
kas spiediena viļņu veidā iziet cauri gāzveida,
šķidrumu
vai cietu vielu daļiņām.
Bet iekšējā auss – gliemezis –
ir pildīta ar sālsūdenim līdzīgiem šķidrumiem.
Tātad, pirmais jautājums – kā pārvērst šos skaņas signālus,
lai arī no kurienes tie nāktu,
viļņos šķidrumā.
Atbilde ir bungplēvīte
un sīkie vidusauss kauliņi.
Tie pārvērš lielās bungplēvītes kustības
spiediena viļņos gliemeža šķidrumā.
Skaņai ienākot auss kanālā,
tā pieskaras bungplēvītei un iesvārsta to kā bungu virsmu.
Bungplēvītes svārstības iekustina kaulu – āmuriņu,
kas sit pa laktiņu un iekustina trešo kaulu – kāpslīti.
Šī kustība virza šķidrumu pa garajiem gliemeža kanāliem.
Tur skaņas vibrācijas beidzot ir pārvērstas par šķidruma svārstībām
un viļņveidīgi dodas cauri gliemezim no viena gala uz otru.
Virsma – bazilārā membrāna – klāj gliemezi visā tā garumā.
Tā ir noklāta ar matiņšūnām, uz kurām ir īpašas skropstiņas –
stereocilijas.
Tās kustās līdzi gliemeža šķidruma un bazilārās membrānas svārstībām.
Kustības rada signālu, kas ceļo pa matiņšūnu uz dzirdes nervu,
pēc tam uz smadzenēm, kas to atpazīst kā noteiktu skaņu.
Kad skaņa rada bazilārās membrānas svārstības,
nekustās visas matiņšūnas,
tikai atsevišķas, atkarībā no skaņas frekvences.
Tā pamatā ir smalka inženierija.
Vienā galā bazilārā membrāna ir neelastīga
un svārstās tikai īso viļņu ietekmē, no augstas frekvences skaņām.
Otrā galā tā ir elastīgāka
un svārstās garāku viļņu vadīta, no zemas frekvences skaņām.
Tātad, kaijas un oda radītās skaņas
iesvārsta bazilāro membrānu atšķirīgās vietās,
gluži kā nospiežot dažādus klavieru taustiņus.
Taču tas nav viss.
Smadzenēm jāveic vēl viens svarīgs uzdevums –
jānosaka, no kurienes skaņa nāk.
Lai to paveiktu, smadzenes salīdzina abās ausīs ienākošās skaņas,
tādējādi nosakot skaņas avotu telpā.
Skaņa, kas nāk tieši no priekšpuses, abas ausis sasniegs vienlaikus.
Arī skaņas intensitāte abās ausīs būs vienāda.
Savukārt no sāna nākoša zemas frekvences skaņa
tuvāko ausi sasniegs dažas milisekundes pirms tālākās.
Augstas frekvences skaņas tuvākajai ausij izklausīsies intensīvākas,
jo uz tālāko ausi tām traucē nonākt galva.
Šī informācija sasniedz īpašas smadzeņu stumbra daļas,
kas analizē laika un intensitātes atšķirības starp abām ausīm.
Analīzes rezultāti tiek nosūtīti uz dzirdes centru smadzenēs.
Tagad smadzenēm ir visa nepieciešamā informācija:
ziņas par to, kāda šī skaņa ir un kur telpā tā atrodas.
Ne visiem ir normāla dzirde.
Dzirdes zudums ir trešā izplatītākā hroniskā saslimšana pasaulē.
Skaļi trokšņi un dažas vielas var bojāt matiņšūnas,
neļaujot skaņas signāliem no ausīm nonākt smadzenēs.
Tāda slimība kā osteoskleroze sastindzina sīkos auss kauliņus,
tāpēc tie vairs nekustās.
Savukārt tinīta gadījumā smadzenes sāk rīkoties dīvaini,
liekot mums dzirdēt skaņu, kuras nemaz nav.
Taču, ja dzirde strādā,
tā ir neticami eleganta sistēma.
Mūsu ausis slēpj precīzi iestatītu bioloģiskas mašīnas piemēru,
kas apkārtējo svārstību kakofoniju pārvērš par precīziem elektriskajiem impulsiem,
spējot atšķirt aplausu, ūdenskrānu, nopūtu un lidoņu radītās skaņas.